探究二氧化碳是光合作用的必需原料說課 人教版生物七年級上冊

人教版初中生物七年級上冊第三單元第五章第一節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究二氧化碳是光合作用的必需原料一、使用教材本實(shí)驗(yàn)選自人教版生物學(xué)七年級上冊第三單元第五章植物與生物圈中的碳-氧平衡第一節(jié)《光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣》的第一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)“二氧化碳是光合作用的必需原料嗎？”二、實(shí)驗(yàn)器材金魚藻20株、蒸餾水1L、0.5g/l溴麝香草酚藍(lán)（BTB溶液），250ml透明塑料瓶6個(gè)，500ml燒杯，120ml燒杯，6w金魚藻專用燈，吸管。實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)/改進(jìn)要點(diǎn)（一）實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新：使用金魚藻作為進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)對象。不同植物光合作用的速率不同：天竺葵，綠蘿、銅錢草、金魚草，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相同條件下，金魚藻在水中的光合作用更強(qiáng)。（二）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯直觀：使用溴麝香草酚藍(lán)溶液檢測二氧化碳是否存在。課本教材提示使用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，再檢測淀粉的產(chǎn)生來確定是否進(jìn)行光合作用。這個(gè)過程中使用的氫氧化鈉具有腐蝕性，存在安全隱患，其次操作時(shí)間較長。溴麝香草酚藍(lán)溶液對二氧化碳比較敏感，無二氧化碳時(shí)溶液呈現(xiàn)藍(lán)色，少量二氧化碳溶液即呈現(xiàn)綠色。（三）實(shí)驗(yàn)裝置氣密性好：利用水來檢測裝著氣密性。將帶蓋子的塑料瓶裝滿蒸餾水紐緊，倒扣斜著放等360°全方面檢測，若有水流出則氣密性不好，若無水流出則氣密性尚可，同時(shí)利用裝滿蒸餾水可以排除瓶內(nèi)無二氧化碳。（四）實(shí)驗(yàn)裝置高效：實(shí)驗(yàn)采用6W的金魚藻燈補(bǔ)光，可以解決因天氣原因（下雨或陰天）就無法完成實(shí)驗(yàn)的難題。室溫控制在30攝氏度左右或水溫25攝氏度可以加快實(shí)驗(yàn)速度。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路將植物葉片置于含水環(huán)境中，圍繞二氧化碳為實(shí)驗(yàn)變量的設(shè)置，由去除二氧化碳改為增加二氧化碳。用煮沸冷卻的蒸餾水配置0.1g/L溴麝香草酚藍(lán)溶液呈藍(lán)色，溴麝香草酚藍(lán)溶液遇二氧化碳后，溶液顏色會(huì)從藍(lán)色變綠。將含有0.1g/L溴麝香草酚藍(lán)溶液的金魚藻塑料瓶作為對照組，另一組加入等量有0.1g/L溴麝香草酚藍(lán)溶液的金魚藻塑料瓶并且向瓶中吹氣30秒，溶液變?yōu)榫G色的組作為實(shí)驗(yàn)組，兩組形成對照。低濃度溴麝香草酚藍(lán)溶液對植物的光合作用無影響。五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（一）生命觀念：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析結(jié)果說出二氧化碳是光合作用的必需原料（重點(diǎn)）（二）科學(xué)思維：通過實(shí)驗(yàn)材料的選取和實(shí)驗(yàn)裝置的提示，嘗試自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（難點(diǎn)）（三）科學(xué)探究：實(shí)施探究活動(dòng)方案，在探究中發(fā)展合作能力，實(shí)踐能力（四）態(tài)度責(zé)任：認(rèn)同綠色植物光合作用，吸收二氧化碳，保護(hù)綠色植被實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容小組合作設(shè)計(jì)探究二氧化碳是光合作用必需原料的實(shí)驗(yàn)方案小組合作實(shí)施探究二氧化碳是光合作用必需原料的實(shí)驗(yàn)方案分析實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題與同學(xué)交流討論小組合作討論利用此實(shí)驗(yàn)原理或者裝置還可以進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生課下探究七、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程（一）課堂導(dǎo)入中國氣象局發(fā)布二氧化碳是一種溫室氣體，大量二氧化碳能夠使全球氣溫升高，種植綠色植物可以緩解溫室效應(yīng)的新聞，引導(dǎo)學(xué)生思考綠色植物為什么可以減少大氣中的二氧化碳呢？（二）探究實(shí)驗(yàn)（1）提出問題和作出假設(shè)：二氧化碳是光合作用的必需原料嗎？教師根據(jù)探究實(shí)驗(yàn)的一般步驟引導(dǎo)學(xué)生思考并提出問題：二氧化碳是光合作用的必需原料？做出假設(shè)：二氧化碳是光合作用的必需原料。根據(jù)課本上的內(nèi)容提示，可能想到用普利斯特利實(shí)驗(yàn)改進(jìn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，但是采取該實(shí)驗(yàn)方法操作復(fù)雜且存在安全隱患。教師增加三點(diǎn)資料提示：1）溴麝香草酚藍(lán)溶液可以檢測水中的二氧化碳，遇到溶解在水中的二氧化碳后，顏色會(huì)從藍(lán)色變綠。2）低濃度的麝香草酚藍(lán)溶液對植物的光合作用無影響。3）呼出氣體中含有的二氧化碳量比大氣多。安排學(xué)生代表進(jìn)行吹氣實(shí)驗(yàn)，觀察溴麝香草酚藍(lán)溶液顏色變化。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象得的出結(jié)論：向藍(lán)色的溴麝香草酚藍(lán)溶液吹氣，可以增加水中的二氧化碳，溶液會(huì)由藍(lán)色變綠色。（2）制定計(jì)劃。小組合作制定實(shí)驗(yàn)方案。教師給予問題導(dǎo)向單，進(jìn)行輔助。1）教師提問：你準(zhǔn)備選擇哪種植物？這些植物符合你的哪些要求？學(xué)生思考后回答：植物長勢相同，水中進(jìn)行光合作用現(xiàn)象明顯的植物。教師可以提示用金魚藻，金魚藻在水中的光合作用明顯且容易采集，播放金魚藻在水下進(jìn)行光合作用冒出大量氣泡的視頻。并補(bǔ)充金魚藻價(jià)格便宜，能進(jìn)不用土壤長時(shí)間水中生長。教師鼓勵(lì)學(xué)生可以根據(jù)生長常見的沉水植物與金魚藻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比。2）教師提問：實(shí)驗(yàn)的變量是什么？你如何控制實(shí)驗(yàn)變量？學(xué)生回答：變量為二氧化碳，學(xué)生思考后可以答出向藍(lán)色溴麝香草酚藍(lán)溶液吹氣，增加水中的二氧化碳。教師可以追問：怎樣保證變量的唯一性？需要?dú)饷苄詸z測嗎？教師可以提供用蒸餾水配制好的溴麝香草酚蘭溶液。提醒學(xué)生需要對溶液密封，要避免空氣中二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)，還要提醒學(xué)生要接受氣密性檢測。學(xué)生提出使用礦泉水瓶，氣密性可控。3）教師提問：怎樣設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)？學(xué)生回答：分組編號實(shí)驗(yàn)，因此選擇編號對塑料瓶編號為A、B塑料瓶。向塑料瓶加入等量的植物和等量的溴色香草酚蘭溶液。教師提示學(xué)生溶液不宜過多，防止吹氣時(shí)溢出，不宜過少，避免空氣中二氧化碳影響實(shí)驗(yàn)。向A塑料瓶吹氣，增加水中的二氧化碳。B塑料瓶不做處理，教師應(yīng)該提醒學(xué)生在吹氣時(shí)應(yīng)該緩慢輕柔，切勿吸入液體。如果吸入以后，如果急用清水漱口。將兩者放置在相同條件下進(jìn)行光合作用，水溫設(shè)置為25℃，光合作用最強(qiáng)，可以選擇人工補(bǔ)光的方式，減少反應(yīng)的時(shí)間。4）教師提問：如何解釋實(shí)驗(yàn)的結(jié)果？學(xué)生經(jīng)過思考可以答出若A塑料瓶溶液由綠色變?yōu)樗{(lán)色B塑料瓶不變色，則說明二氧化碳是光合作用的必需原料。若A塑料瓶不變色，B塑料瓶也不變色，那么說明二氧化碳不是光合作用的必需原料，B塑料瓶溶液變色則實(shí)驗(yàn)操作有誤。（3）實(shí)施實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論；二氧化碳是光合作用的必需原料。學(xué)生可以回答課前提出的問題。植物之所以可以降低溫室效應(yīng)，是由于光合作用能夠吸收二氧化碳。提醒學(xué)生應(yīng)該低碳出行，保護(hù)綠水青山。（4）表達(dá)交流。1）本實(shí)驗(yàn)是否有可以改進(jìn)的地方？有學(xué)生發(fā)現(xiàn)250毫升的塑料瓶換成150毫升，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變化更迅速；有學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)該注意安全。2）用此實(shí)驗(yàn)原理或裝置還可以進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)?zāi)兀竣俦热缢芰掀抗庹栈蛘呤前堤幚?，觀察溶液顏色變化可以探究光是光合作用的條件，②將裝滿水和金魚藻的塑料瓶捏扁，使容積變小，裝置產(chǎn)生的氣體則為氧氣，使塑料瓶容積變大，空余的容積則有大量的氧氣可以驗(yàn)證光合作用產(chǎn)生的氣體是氧氣。③調(diào)節(jié)塑料瓶和金魚藻燈的距離，觀察氣泡數(shù)量或顏色改變的速度可以探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響。④溶液中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳酸氫鈉溶液，觀察氣泡產(chǎn)生的速度可以探究二氧化碳濃度對光合作用的影響。實(shí)驗(yàn)效果評價(jià)操作簡單。原理清晰，步驟簡單，安全